CN112722251A - 一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置及其工作方法，涉及高超声速飞行器滑跑着陆技术领域，包括起落架外筒、起落架活塞杆、扭力臂组件、滑橇、固定支架、摩擦构件、弹性组件、剪切销和缓冲作动器，飞行器离地后，滑橇在缓冲作动器的作用下贴近起落架活塞杆，降低收纳空间需求。飞行器着陆时，滑橇后端接触道面，缓冲作动器开始压缩，吸收部分着陆能量，剪切销断裂，摩擦构件与道面接触开始刹车。当飞行器滑跑过程中遭遇侧风时，通过调节缓冲作动器内部油液容量改变摩擦构件与道面的正压力，进而控制飞行器两侧的摩擦构件与道面的正压力产生偏航力矩，控制飞行器的运动方向，增强飞行器滑跑阶段的抗侧风能力。

Description

一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及高超声速飞行器滑跑着陆技术领域，特别是涉及一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置及其工作方法。

背景技术

传统飞行器通常采用轮式起落架实现起飞着陆功能。轮式起落架着陆过载小，滑跑方向稳定性强，但其存在重量大、占据空间大及不耐高温高速等问题。相比之下，滑橇式起落架具备结构简单、重量轻、耐高温且对着陆速度不敏感等优点。针对目前典型高超声速飞行器的气动外形，扁平化的气动布局对着陆装置的收放空间提出苛刻的设计要求，因此滑橇式着陆装置成为合适的方案。但是，传统滑橇式起落架存在着陆阶段对于缓冲器性能需求高以及滑跑阶段抗侧风能力差的问题，目前已经公布的部分滑橇式起落架专利中，尽管部分考虑了航向增稳，但依旧存在工程实现性低，无地面吸振能力等问题，因此多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置有较大的研究价值。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置及其工作方法，减小机体内部空间需求，降低起落架主缓冲器负担，增强飞行器滑跑阶段的抗侧风能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，包括起落架外筒、起落架活塞杆、扭力臂组件、滑橇、固定支架、摩擦构件、弹性组件、剪切销和缓冲作动器，所述起落架活塞杆滑动安装于所述起落架外筒中，所述扭力臂组件上端铰接于所述起落架外筒一侧，所述扭力臂组件下端铰接于所述起落架活塞杆一侧，所述滑橇铰接于所述起落架活塞杆底端，所述滑橇底面上设置有开口，所述固定支架前端通过连接件与所述滑橇铰接，所述弹性组件设置于所述连接件上，所述弹性组件用于向所述固定支架提供向上转动的力矩，所述固定支架后端通过所述剪切销与所述滑橇固定连接，所述摩擦构件固定于所述固定支架的底面上，所述摩擦构件能够穿过所述开口凸出于所述滑橇的底面，所述缓冲作动器上端铰接于所述起落架活塞杆另一侧，所述缓冲作动器下端铰接于所述剪切销的中部。

优选地，所述缓冲作动器包括作动器外筒、作动器活塞杆、外筒端盖、活塞杆端盖、浮动活塞和空气弹簧，所述作动器活塞杆滑动安装于所述作动器外筒中，所述作动器外筒的上端铰接于所述起落架活塞杆上，所述作动器活塞杆的下端铰接于所述剪切销上；所述作动器活塞杆内部设置有空腔，所述空腔贯穿所述作动器活塞杆的上表面，所述活塞杆顶端安装有所述活塞杆端盖，所述活塞杆端盖上设置有阻尼孔，所述作动器外筒底端安装有所述外筒端盖，所述作动器外筒上端的一侧设置有充油嘴，所述作动器活塞杆下端的一侧设置有充气嘴，所述浮动活塞滑动安装于所述作动器活塞杆中，所述空气弹簧设置于所述浮动活塞下方。

优选地，所述缓冲作动器还包括环形密封圈，所述环形密封圈固定套设于所述浮动活塞上。

优选地，所述连接件包括螺栓和螺母，所述螺栓依次穿过所述滑橇一侧、所述固定支架和所述滑橇另一侧并安装有所述螺母，所述固定支架能够相对于所述螺栓转动，所述弹性组件包括两个扭簧，两个所述扭簧均套设于所述螺栓上，且两个扭簧分别位于所述固定支架的两侧，各所述扭簧的两端分别与所述固定支架和所述滑橇连接。

优选地，所述固定支架后端设置有两个固定支板，两个所述固定支板之间存在空隙，所述剪切销将两个所述固定支板固定于所述滑橇上。

优选地，还包括万向节轴承，所述起落架活塞杆底端对称设置有两个通孔，所述万向节轴承与两个所述通孔同轴连接，所述滑橇上对称设置有两个安装孔，两个所述安装孔的圆心连线与两个所述通孔的圆心连线相垂直，所述万向节轴承与两个所述安装孔同轴连接。

优选地，所述扭力臂组件包括上扭力臂和下扭力臂，所述上扭力臂的上端铰接于所述起落架外筒一侧，所述上扭力臂的下端与所述下扭力臂的上端铰接，所述下扭力臂的下端铰接于所述起落架活塞杆一侧。

优选地，所述摩擦构件采用高性能摩擦材料。

本发明还提供一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置的工作方法，包括以下步骤：飞行器离地后，所述滑橇在所述缓冲作动器的作用下绕安装轴线旋转，贴近所述起落架活塞杆；飞行器着陆时，所述滑橇后端接触道面，所述缓冲作动器开始压缩，吸收部分着陆能量，与此同时，所述剪切销断裂，所述摩擦构件与道面接触开始刹车；当飞行器滑跑过程中遭遇侧风时，通过调节所述缓冲作动器内部油液容量来改变所述摩擦构件与道面的正压力，进而控制飞行器两侧的所述摩擦构件与道面的正压力产生偏航力矩，控制飞行器的运动方向。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置及其工作方法，飞行器离地后，滑橇在缓冲作动器的作用下绕安装轴线旋转，贴近起落架活塞杆，降低收纳空间需求，即减小机体内部空间需求。飞行器着陆时，滑橇后端接触道面，缓冲作动器开始压缩，吸收部分着陆能量，与此同时，剪切销断裂，摩擦构件与道面接触开始刹车，可见，缓冲作动器可在着陆阶段进行初级缓冲，降低起落架主缓冲器负担，同时，能够在滑跑阶段吸收粗糙地面所带来的随机振动冲击，避免机载设备在高频振动下出现损坏。当飞行器滑跑过程中遭遇侧风时，通过调节缓冲作动器内部油液容量改变摩擦构件与道面的正压力，进而控制飞行器两侧的摩擦构件与道面的正压力产生偏航力矩，控制飞行器的运动方向，增强飞行器滑跑阶段的抗侧风能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置的结构示意图；

图2为本发明提供的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置中滑橇和固定支架的安装示意图；

图3为本发明提供的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置中滑橇离地收起时的结构示意图；

图4为本发明提供的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置中缓冲作动器的结构示意图；

图5为本发明提供的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置中摩擦构件处于工作状态时的示意图；

图6为本发明提供的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置中摩擦构件收起时的示意图。

附图标记说明：100、可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置；1、起落架外筒；2、上扭力臂；3、下扭力臂；4、起落架活塞杆；5、滑橇；6、扭簧；7、作动器外筒；8、作动器活塞杆；9、剪切销；10、固定支架；11、万向节轴承；12、浮动活塞；13、外筒端盖；14、活塞杆端盖；15、固定支板；16、摩擦构件；17、螺栓；18、阻尼孔；19、充油嘴；20、充气嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置及其工作方法，减小机体内部空间需求，降低起落架主缓冲器负担，增强飞行器滑跑阶段的抗侧风能力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图3所示，本实施例提供一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置100，包括起落架外筒1、起落架活塞杆4、扭力臂组件、滑橇5、固定支架10、摩擦构件16、弹性组件、剪切销9和缓冲作动器，起落架活塞杆4滑动安装于起落架外筒1中，起落架活塞杆4与起落架外筒1同轴设置，扭力臂组件上端铰接于起落架外筒1一侧，扭力臂组件下端铰接于起落架活塞杆4一侧，滑橇5铰接于起落架活塞杆4底端，滑橇5底面上设置有开口，固定支架10前端通过连接件与滑橇5铰接，弹性组件设置于连接件上，弹性组件用于向固定支架10提供向上转动的力矩，固定支架10后端通过剪切销9与滑橇5固定连接，摩擦构件16固定于固定支架10的底面上，摩擦构件16能够穿过开口凸出于滑橇5的底面，缓冲作动器上端铰接于起落架活塞杆4另一侧，缓冲作动器下端铰接于剪切销9的中部。具体地，摩擦构件16与固定支架10通过螺钉固定，磨损后便于更换。

如图4所示，缓冲作动器包括作动器外筒7、作动器活塞杆8、外筒端盖13、活塞杆端盖14、浮动活塞12和空气弹簧，作动器活塞杆8滑动安装于作动器外筒7中，作动器外筒7的上端铰接于起落架活塞杆4上，作动器活塞杆8的下端铰接于剪切销9上，具体地，起落架活塞杆4上设置有作动器铰接支座，作动器外筒7通过关节轴承与作动器铰接支座连接，作动器活塞杆8通过关节轴承与剪切销9连接。作动器活塞杆8内部设置有空腔，空腔贯穿作动器活塞杆8的上表面，活塞杆顶端安装有活塞杆端盖14，活塞杆端盖14上设置有阻尼孔18，作动器外筒7底端安装有外筒端盖13，具体地，作动器外筒7与外筒端盖13通过螺纹固定连接，作动器活塞杆8与活塞杆端盖14通过螺纹固定连接。作动器外筒7上端的一侧设置有充油嘴19，缓冲作动器内部油液容量通过充油嘴19进行充放油操作，作动器活塞杆8下端的一侧设置有充气嘴20，缓冲作动器初始气体压强通过充气嘴20完成初始充填设定，浮动活塞12滑动安装于作动器活塞杆8中，浮动活塞12与作动器活塞杆8同轴设置，空气弹簧设置于浮动活塞12下方，空气弹簧设置于作动器活塞杆8中，浮动活塞12用于实现油气分离。

着陆阶段，作动器活塞杆8在滑橇5作用下沿轴线行进，压缩内部空气，同时顶端的阻尼孔18耗散能量，实现初级缓冲；滑跑阶段，通过缓冲作动器减小粗糙地面引起的随机振动对于机体的影响。

缓冲作动器还包括环形密封圈，环形密封圈固定套设于浮动活塞12上，通过设置环形密封圈在保证密封性的同时确保浮动活塞12可在活塞杆内轴向自由运动。

连接件包括螺栓17和螺母，螺栓17依次穿过滑橇5一侧、固定支架10和滑橇5另一侧并安装有螺母，固定支架10能够相对于螺栓17转动，弹性组件包括两个扭簧6，两个扭簧6均套设于螺栓17上，且两个扭簧6分别位于固定支架10的两侧，各扭簧6的两端分别与固定支架10和滑橇5连接，两个扭簧6用于向固定支架10提供向上转动的力矩。

固定支架10后端设置有两个固定支板15，两个固定支板15之间存在空隙，剪切销9将两个固定支板15固定于滑橇5上，剪切销9由两个固定支板15之间空隙露出的部分铰接有作动器活塞杆8。

本实施例中还包括万向节轴承11，起落架活塞杆4底端对称设置有两个通孔，万向节轴承11与两个通孔同轴连接，滑橇5上对称设置有两个安装孔，两个安装孔的圆心连线与两个通孔的圆心连线相垂直，万向节轴承11与两个安装孔同轴连接。万向节轴承11为滑橇5提供俯仰及滚转方向自由度，能够适应不同的道面情况。

扭力臂组件包括上扭力臂2和下扭力臂3，上扭力臂2的上端铰接于起落架外筒1一侧，上扭力臂2的下端与下扭力臂3的上端铰接，下扭力臂3的下端铰接于起落架活塞杆4一侧。

于本具体实施例中，摩擦构件16采用高性能摩擦材料，高性能摩擦材料具有很高的耐磨性和理想的抗磨损能力。

本实施例还提供一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置100的工作方法，包括以下步骤：飞行器离地后，滑橇5在缓冲作动器的作用下绕安装轴线旋转，贴近起落架活塞杆4，降低收纳空间需求，即减小机体内部空间需求。飞行器着陆时，滑橇5后端接触道面，缓冲作动器开始压缩，吸收部分着陆能量，与此同时，剪切销9断裂，固定支架10及摩擦构件16可绕螺栓17旋转，摩擦构件16与道面接触开始刹车，可见，缓冲作动器可在着陆阶段进行初级缓冲，降低起落架主缓冲器负担，同时，能够在滑跑阶段吸收粗糙地面所带来的随机振动冲击，避免机载设备在高频振动下出现损坏。当飞行器滑跑过程中遭遇侧风时，通过调节缓冲作动器内部油液容量改变摩擦构件16与道面的正压力，进而控制飞行器两侧的摩擦构件16与道面的正压力产生偏航力矩，控制飞行器的运动方向，增强飞行器滑跑阶段的抗侧风能力。

具体地，摩擦构件16有三种状态，第一种状态如图5所示，当飞行器滑跑时，若航向正确前无侧风干扰时，摩擦构件16保持在工作状态，实现刹车功能。第二种状态如图6所示，若飞行器单侧着陆，为避免单侧刹车对于机体姿态的影响，可以迅速排出缓冲作动器内部油液容量，作动器活塞杆8在扭簧6的作用下，向上运动，从而使摩擦构件16与道面分离。第三种状态中摩擦构件16的位置处于第一种状态和第二种状态之间，当由于侧风影响，航向发生偏差时，控制缓冲作动器内部油液含量，减小作动器活塞杆8施加在摩擦构件16上的推力，从而减小摩擦构件16与道面的正压力，通过两侧起落架的摩擦构件16与道面的正压力不同，产生偏航力矩进而控制飞行器运动方向。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，包括起落架外筒、起落架活塞杆、扭力臂组件、滑橇、固定支架、摩擦构件、弹性组件、剪切销和缓冲作动器，所述起落架活塞杆滑动安装于所述起落架外筒中，所述扭力臂组件上端铰接于所述起落架外筒一侧，所述扭力臂组件下端铰接于所述起落架活塞杆一侧，所述滑橇铰接于所述起落架活塞杆底端，所述滑橇底面上设置有开口，所述固定支架前端通过连接件与所述滑橇铰接，所述弹性组件设置于所述连接件上，所述弹性组件用于向所述固定支架提供向上转动的力矩，所述固定支架后端通过所述剪切销与所述滑橇固定连接，所述摩擦构件固定于所述固定支架的底面上，所述摩擦构件能够穿过所述开口凸出于所述滑橇的底面，所述缓冲作动器上端铰接于所述起落架活塞杆另一侧，所述缓冲作动器下端铰接于所述剪切销的中部。

2.根据权利要求1所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，所述缓冲作动器包括作动器外筒、作动器活塞杆、外筒端盖、活塞杆端盖、浮动活塞和空气弹簧，所述作动器活塞杆滑动安装于所述作动器外筒中，所述作动器外筒的上端铰接于所述起落架活塞杆上，所述作动器活塞杆的下端铰接于所述剪切销上；所述作动器活塞杆内部设置有空腔，所述空腔贯穿所述作动器活塞杆的上表面，所述活塞杆顶端安装有所述活塞杆端盖，所述活塞杆端盖上设置有阻尼孔，所述作动器外筒底端安装有所述外筒端盖，所述作动器外筒上端的一侧设置有充油嘴，所述作动器活塞杆下端的一侧设置有充气嘴，所述浮动活塞滑动安装于所述作动器活塞杆中，所述空气弹簧设置于所述浮动活塞下方。

3.根据权利要求2所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，所述缓冲作动器还包括环形密封圈，所述环形密封圈固定套设于所述浮动活塞上。

4.根据权利要求1所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，所述连接件包括螺栓和螺母，所述螺栓依次穿过所述滑橇一侧、所述固定支架和所述滑橇另一侧并安装有所述螺母，所述固定支架能够相对于所述螺栓转动，所述弹性组件包括两个扭簧，两个所述扭簧均套设于所述螺栓上，且两个扭簧分别位于所述固定支架的两侧，各所述扭簧的两端分别与所述固定支架和所述滑橇连接。

5.根据权利要求1所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，所述固定支架后端设置有两个固定支板，两个所述固定支板之间存在空隙，所述剪切销将两个所述固定支板固定于所述滑橇上。

6.根据权利要求1所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，还包括万向节轴承，所述起落架活塞杆底端对称设置有两个通孔，所述万向节轴承与两个所述通孔同轴连接，所述滑橇上对称设置有两个安装孔，两个所述安装孔的圆心连线与两个所述通孔的圆心连线相垂直，所述万向节轴承与两个所述安装孔同轴连接。

7.根据权利要求1所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，所述扭力臂组件包括上扭力臂和下扭力臂，所述上扭力臂的上端铰接于所述起落架外筒一侧，所述上扭力臂的下端与所述下扭力臂的上端铰接，所述下扭力臂的下端铰接于所述起落架活塞杆一侧。

8.根据权利要求1所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置，其特征在于，所述摩擦构件采用高性能摩擦材料。

9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的可多级缓冲的抗侧风滑橇着陆装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：飞行器离地后，所述滑橇在所述缓冲作动器的作用下绕安装轴线旋转，贴近所述起落架活塞杆；飞行器着陆时，所述滑橇后端接触道面，所述缓冲作动器开始压缩，吸收部分着陆能量，与此同时，所述剪切销断裂，所述摩擦构件与道面接触开始刹车；当飞行器滑跑过程中遭遇侧风时，通过调节所述缓冲作动器内部油液容量来改变所述摩擦构件与道面的正压力，进而控制飞行器两侧的所述摩擦构件与道面的正压力产生偏航力矩，控制飞行器的运动方向。

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